一项可能改变生命的疾病——扩张型心肌病(DCM),可以由成百上千个基因的累积影响引起,而不仅仅是单一的“异常”基因变异,这是此前普遍认为的原因。这一发现来自由伦敦大学学院(UCL)、帝国理工学院和MRC医学科学实验室的研究人员领导的一项新研究。
扩张型心肌病是一种心脏逐渐增大和变弱的状况,导致其泵血效率降低。据估计,这种疾病在英国影响多达26万人(每250人中就有1人),并且是心脏移植的主要原因。
此前,人们认为扩张型心肌病主要是由一个可遗传的单基因缺陷引起的,尽管在超过一半的患者中未发现这种缺陷基因。
这项发表在《自然遗传学》杂志上的新研究发现,大约四分之一到三分之一的扩张型心肌病风险可以通过基因组中许多微小差异的累积效应来解释。
重要的是,研究人员还开发了一种多基因风险评分,用于评估一个人因这些基因的微小效应而发展成扩张型心肌病的可能性。他们发现,那些遗传风险评分最高(前1%)的人患扩张型心肌病的风险是平均风险评分者的四倍。
此外,研究人员发现,这些累积的微小基因效应为一个谜团提供了重要解释:一些携带缺陷基因副本的人会患上心肌病,而另一些人则不会。
共同资深作者汤姆·卢姆斯博士(UCL健康信息学研究所)表示:“当心肌病在一个家族中出现时,这对不知自己是否会发病的家庭成员来说是非常令人担忧的。我们的发现可以帮助医生更好地预测患者及其家庭的疾病风险。”
“我们的研究也标志着对这种心脏病遗传学的一种新思考方式。这种疾病并不是由单一的基因拼写错误引起的,在某些患者中,情况更像冠状动脉疾病等常见疾病,其中许多基因差异共同增加了风险。”
理解基因组中许多基因的微小效应也有助于识别那些携带缺陷基因副本且患病风险最高的患者。这一高风险群体可以接受更密切的随访,并有机会参与预防治疗的临床试验。识别高风险人群一直是一个挑战,直到现在。
詹姆斯·韦尔教授(帝国理工学院和MRC医学科学实验室)表示:“我们希望这些发现能够提高临床基因检测的精确度,并增加可以提供遗传解释的患者数量。”
对于这项研究,研究团队与世界各地的合作者合作,收集和分析了16项现有研究的结果以及新的数据,比较了14,256名患有扩张型心肌病的人和超过100万人的基因组。
通过比较有病和无病者的基因组,研究团队确定了80个可能与该疾病有关的基因组区域,其中大多数是首次报告,以及62个可能与疾病相关的特定基因。
他们基于基因关联扫描开发了一个多基因风险评分,并将其应用于英国生物银行(UK Biobank)中的347,585名个体的独立数据集。他们发现,如果一个人的多基因风险评分在前20%,那么他们患扩张型心肌病的风险是评分在最低20%的人的四倍(7.3% vs 1.7%)。
韦尔教授表示:“我们还需要做很多工作来理解这些新鉴定的基因如何影响患心肌病的风险,但它们已经为疾病的生物学过程提供了新的见解,我们希望其中一些能为可能的治疗方法提供新的线索。”
“我们的下一步之一是探索将多基因风险评分整合到基因检测中,以便为更多人提供遗传解释,并进行更精确的疾病风险评估。”
英国心脏基金会国际伙伴关系和特别项目主任梅廷·阿夫基兰教授表示:“扩张型心肌病是一种致残性疾病,一旦发展起来治疗选择很少。”
“这项研究是我们对扩张型心肌病遗传学理解的一大进步,为那些不携带已知致病突变的个体风险提供了更清晰的图景。这些早期的有希望的发现可以为更个性化的监测和护理奠定基础,同时揭示潜在的新治疗靶点。”
该研究团队得到了医学研究委员会、朱尔斯·索恩慈善信托基金、英国心脏基金会(包括其Big Beat Challenge奖CureHeart项目)、惠康信托基金、国家卫生研究院(NIHR)帝国理工学院生物医学研究中心、NIHR皇家布朗普顿心血管生物医学研究单位、国家心肺研究所基金会;罗伊斯特中心心肌病研究、罗斯特里斯信托基金、GenMED LABEX、UCL英国心脏基金会研究加速器和NIHR伦敦大学学院医院生物医学研究中心的资金支持。
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